Herr Dr. Schotten: Was genau steckt hinter dem Projekt 'Prowilan'?

Prowilan steht für 'Professionelles Wireless Industrie LAN'. In diesem Projekt erarbeiten wir die Technologien und das ­Gesamtsystem-Konzept für ein lokales Funkzugangsnetz, welches den sehr hohen Anforderungen zukünftiger industrieller aber auch anderer professioneller Anwendungen unter anderem in puncto niedriger Latenz, hoher Sicherheit und bestmöglicher Verfügbarkeit genügt. Im Fokus haben wir hier zum Beispiel Anwendungen wie mobile Roboter, Datenbrillen oder mobile Bediengeräte, bei denen etablierte Funktechnologien, wie die IEEE-802.11/802.15-Familien, Bluetooth oder ZigBee, aber auch spezialisierte Varianten wie WirelessHART oder ISA 100.11a, an ihre Grenzen stoßen.

Wie weit sind Sie mit Ihren Entwicklungen?

Die Spezifikation der Luftschnittstelle ist noch in einer frühen Phase. Die Analyse der Anwendungsfälle – unter anderem Wireless-Nothalt, kooperative Augmented-Reality-Konzepte für Wartung und Montage oder virtuelle Safety-Zonen – ist aber abgeschlossen. Um insgesamt ein möglichst breites Spektrum von Szenarien abdecken zu können, wird Prowilan Round-Trip-Verzögerungen unter 1 ms anstreben und Datenraten von über 1,5 Gbit/s unterstützen. Zudem wird die neue Funklösung in mehreren Frequenzbändern – sprich 2,4 GHz, 5 GHz, 60 GHz – arbeiten können. Die angestrebte Lokalisierungsgenauigkeit im Zentimeterbereich setzt voraus, dass  zumindest ein Mode mit einer Bandbreite von mehr als 1 GHz arbeiten kann. Last but not least werden aus der Diskussion um die fünfte Mobilfunkgeneration bekannte Konzepte wie Edge Computing zum Einsatz kommen, um Latenzen zu reduzieren, die Installation zu vereinfachen und die Robustheit durch Unabhängigkeit vom Backbone zu verbessern.

Natürlich beginnen wir bei Prowilan nicht bei Null, sondern analysieren das Potenzial und die Schwachstellen existierender Standards und Standardisierungsaktivitäten wie IEEE 802.11ac, ad, ax und ay und bauen auf diesen auf.

Vor Kurzem verkündete das inIT (Institut für industrielle Informationstechnik) in Lemgo, mit 'Hiflecs' ebenfalls einen neuen industriellen Funkstandard entwickeln zu wollen – entstehen hier zwei unterschiedliche Lösungen für denselben Zweck?

Prowilan und Hiflecs, an dem meine Gruppe ebenfalls beteiligt ist, untersuchen unterschiedliche Anwendungsszenarien und stehen somit nicht in Konkurrenz. Während Prowilan eher die typischen industriellen WLAN-Szenarien abdeckt und daher auch sehr hohe Datenraten und Mobilitätsunterstützung anbieten wird, hat Hiflecs seinen Fokus auf Funklösungen für geschlossene Regelschleifen und als Bussystem, wo sehr strikte Anforderungen an die Deterministik der Datenübertragung im Mittelpunkt stehen. Natürlich werden die Projekte auch miteinander reden, um zum Beispiel Schnittstellen zwischen den Systemen zu ­definieren. Letztlich müssen die Systeme auch im selben Spektrum arbeiten können.

Beide Projekte sind übrigens – neben sechs weiteren – unter dem ebenfalls vom BMBF geförderten Begleitforschungsvorhaben zur zuverlässigen drahtlosen Kommunikation in der Industrie – kurz BZKI – gelistet. Dieses Vorhaben wird den Dialog ­zwischen den acht Einzelprojekten ­organisieren.

Acht Forschungsprojekte zur Funkkommunikation in der Industrie – gibt es hier nicht zwangsläufig viele Redundanzen?

Die Projekte decken ein sehr breites Anwendungsspektrum ab und folgen unterschiedlichen technischen Ansätzen. So werden beispielsweise im Projekt ‚Owicells’ Möglichkeiten zur Nutzung optischer Übertragungsverfahren im Industrieumfeld untersucht. In ‚Treufunk‘ ist die Integration der Near-Field Kommunikation ein Schwerpunkt. Generell unterscheiden sich die entstehenden Lösungen in ihren Modulations- und Multiplexverfahren, den Sicherheitskonzepten, dem genutztem Spektrum sowie hinsichtlich der Datenrate, der Latenz und der Deterministik der Übertragung. Aber Sie haben Recht: Natürlich gibt es Überschneidungen in den Konzepten.

Läuft es also darauf hinaus, dass wir auch beim Thema industrielle Funktechnologie dasselbe Dilemma erleben wie ehemals bei der Feldbussen und neuerdings bei den Ethernet-basierten Kommunikationstechniken – eine Vielzahl konkurrierender Ansätze?

Alle Beteiligten sind sich der Problematik einer übertriebenen Marktfragmentierung bewusst. Aufgrund der sehr unterschiedlichen Anforderungen wird aber ein 'One size fits it all'-Ansatz wohl nicht sinnvoll sein. Und etwas Konkurrenz in der frühen Phase des Designprozesses ist sicherlich auch sinnvoll.

Aus meiner Sicht ist aber durch die Einrichtung der Begleitforschung ein sinnvolles Instrument geschaffen, um dafür Sorge zu tragen, dass am Ende mögliche Synergien zwischen den Projekten genutzt werden.